清江中上游景陽滑坡群成因及穩(wěn)定性分析

胡海霞，薛永恒

（1.長江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，荊州 434020；2.中國建筑西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，武漢 430205）

近年來隨著人類工程活動(dòng)以及全球極端氣候等因素的影響，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，尤以滑坡災(zāi)害最為典型，而滑坡形成機(jī)制及穩(wěn)定性研究又是滑坡災(zāi)害研究的核心難題和熱點(diǎn)［1－4]。在清江流域地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目的支柱下，專門開展了清江重點(diǎn)岸段1∶1萬工程地質(zhì)測繪及典型災(zāi)害點(diǎn)勘察，本文以景陽段滑坡群為例，探討其形成機(jī)制及穩(wěn)定性趨勢(shì)分析。景陽段滑坡群位于清江中上游，距水布埡大壩30 k m，滑坡群發(fā)育岸段全長約6 k m，是水布埡庫區(qū)滑坡發(fā)育密度最高、規(guī)模最大、威脅人口最多的岸段，對(duì)其形成機(jī)制及穩(wěn)定性分析非常必要。

1 滑坡群分布及基本地質(zhì)特征

滑坡群沿清江河谷兩岸斜坡發(fā)育，分布特征見圖1，主滑方向均沿斜坡方向指向清江河谷中心，兩岸基本上呈對(duì)稱發(fā)育?；陆缦薅嘁阅媳毕虻臎_溝、基巖山脊為界限，平面多為半圓或舌形，微地貌主要以臺(tái)地為背景發(fā)育成圈椅狀，滑坡群一般中部厚，前后緣薄，根據(jù)鉆探勘察資料統(tǒng)計(jì)，滑坡中部厚度在69.1～99.1 m之間，平均厚度約63 m，滑坡體積以大于1 000×104m3為主。滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成主要分為三層：第一層為滑坡松散堆積體層，物質(zhì)組成為碎塊石土，向下碎塊石含量增加，架空結(jié)構(gòu)明顯，主要來源于崩塌堆積；第二層為滑帶土，物質(zhì)組成有黃色、深灰色的含礫石土組成，主要由大隆組泥巖或大冶組軟弱層風(fēng)化而成；第三層為基巖及擾動(dòng)帶，物質(zhì)組成為碎塊石及完整基巖組成，完整基巖為二疊系灰?guī)r，為滑坡滑床。

圖1 景陽滑坡群分布圖

2 滑坡群形成的地質(zhì)環(huán)境條件

滑坡形成的地質(zhì)環(huán)境條件主要受控于地形地貌、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造，這三者決定了滑坡群形成的背景條件，對(duì)其滑坡群形成的貢獻(xiàn)各有所不同。首先，地形地貌決定滑坡得以形成最基本條件，為其形成提供空間及動(dòng)能。景陽滑坡群所在區(qū)域上位于新華夏系第三隆起帶內(nèi)，該地區(qū)挽近期以來地殼運(yùn)動(dòng)為間歇性抬升，清江不斷下切，切割深度大于1 000 m，形成深谷，清江兩岸為高陡的臨空面，為滑坡發(fā)生提供了充分的運(yùn)動(dòng)空間和勢(shì)能儲(chǔ)備，在其他綜合因素的影響下形成現(xiàn)今滑坡群?，F(xiàn)滑坡群位于清江兩岸的斜坡上，斜坡呈臺(tái)階狀，為滑坡、崩塌等堆積體提供了堆積平臺(tái)，儲(chǔ)存了大量的滑坡、崩塌的物質(zhì)基礎(chǔ)，在清江的切割下再次形成臨空面，為滑坡提供了釋放能量的有利條件；其次是地層巖性，決定了滑坡物質(zhì)組成及發(fā)生的難易程度?；聟^(qū)地層巖性主要為三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）灰色?。泻駥幽嗷?guī)r與灰黃色頁巖及泥晶灰?guī)r互層，泥灰?guī)r單層厚10～40 cm，頁巖單層厚20～25 cm，二疊系上統(tǒng)大隆組（P3d）深灰色－黑色的炭質(zhì)泥巖、夾少量的硅質(zhì)巖、吳家坪組（P3w）深灰色含燧石條帶、燧石團(tuán)塊灰?guī)r，由于大隆組地層中頁巖、泥巖等軟巖易風(fēng)化，遇水軟化，在河流切割或構(gòu)造作用下易發(fā)生蠕變、滑動(dòng)，是滑坡產(chǎn)生的重要條件之一。同時(shí)由于該區(qū)地層產(chǎn)狀平緩，一般傾角在0°～15°之間，在釋放能量時(shí)多沿節(jié)理裂隙發(fā)生崩塌，不易形成基巖滑坡，因此崩塌堆積體不斷給斜坡加載，為堆積體滑坡提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)；第三是構(gòu)成，構(gòu)造最大動(dòng)力源，改變巖體的結(jié)構(gòu)及完整性?；氯涸趨^(qū)域上位于新華夏系第三隆起帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育，以花坪向斜、景陽背斜為主要影響構(gòu)造，在褶皺構(gòu)造的影響下，造成巖體中構(gòu)造裂隙十分發(fā)育，以北東及北西走向的兩組共軛裂隙為主，清江河流正好沿景陽背斜軸部發(fā)育。密集的構(gòu)造裂隙為巖質(zhì)斜坡的變形破壞創(chuàng)造了良好的條件，一方面使巖體沿構(gòu)造裂隙面呈折線狀剪切追蹤，另一方面為地下水的活動(dòng)、運(yùn)移提供了通道，為滑坡變形、危巖的崩塌發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

3 滑坡群形成的誘發(fā)因素

滑坡區(qū)主要誘發(fā)因素為大氣降雨及水庫蓄水，二者對(duì)滑坡滑動(dòng)起誘發(fā)作用，對(duì)其貢獻(xiàn)分階段各有側(cè)重，在滑坡形成過程中，降雨應(yīng)是在主導(dǎo)作用?；聟^(qū)位于鄂西暴雨區(qū)，多年平均降雨量1 416.4 mm，大氣降水沿表層松散堆積體下滲，加之大冶組一段與二疊系接觸帶出露一套軟硬相間的地層，軟層相對(duì)隔水，降水透過表層土沿基巖節(jié)理裂隙入滲，使軟弱層軟化或泥化，從而導(dǎo)致巖土體失穩(wěn)，產(chǎn)生滑坡、崩塌事件。而滑坡群形成后的今天，滑坡再次滑動(dòng)的主要誘發(fā)因素則為水庫蓄水。水布埡水庫蓄水后，滑坡受到庫水浸泡，滑坡巖土體與水發(fā)生相互作用。一方面由于滑體受庫水浸泡，巖體發(fā)生軟化，特別是滑動(dòng)帶其物理力學(xué)性質(zhì)變差，抗剪強(qiáng)度值急劇降低，導(dǎo)致抗滑力減小，且這種軟化常常具有不可逆性；另一方面是滑坡浸水后產(chǎn)生懸浮減重效應(yīng)，對(duì)庫岸滑坡抗滑力起衰減作用，從而誘發(fā)滑坡的形成或復(fù)活。

4 滑坡群成因機(jī)制

景陽段滑坡群主要受清江河流切割、層間軟弱夾層、斜坡結(jié)構(gòu)、節(jié)理裂隙等諸多因素綜合控制。據(jù)前人資料［5－8]，在中更新世 Qp2晚期（距今約30～40×104a），清江河流不斷下切 ，清江兩岸形成高陡的臨空面，在卸荷作用下產(chǎn)生崩塌體，進(jìn)而儲(chǔ)備大量的松散堆積體，失穩(wěn)后形成滑坡，滑坡的成因主要經(jīng)歷兩個(gè)階段，形成過程見圖2。

第一階段隨著清江下切，三疊系下統(tǒng)大冶組地層被切割，軟弱夾層被切穿，前緣形成高陡的臨空面，由于區(qū)內(nèi)構(gòu)造發(fā)育，巖體結(jié)構(gòu)相對(duì)較破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，加之大冶組含鈣質(zhì)泥巖軟層，該層易軟化，巖體力學(xué)性質(zhì)差，加劇上部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，最終貫通，節(jié)理裂隙、軟弱夾層及臨空面將巖體分割成獨(dú)立的巖體，在重力卸荷作用下脫離母巖，發(fā)生崩塌事件，崩塌體物質(zhì)組成為碎塊石、似基巖狀塊體，崩塌體堆積于清江河谷或近岸地段。在清江不斷切割下，崩塌事件多次發(fā)生，斜坡不斷接受崩塌堆積，由于堆積超載，堆積體失穩(wěn)而產(chǎn)生滑坡，即進(jìn)入下一階段演化；第二階段在第一階段基礎(chǔ)上繼續(xù)演進(jìn)，河流不斷下切，岸坡前緣臨空面高度加大，當(dāng)河流下切切穿三疊系大冶組地層直至二疊系上統(tǒng)大隆組炭質(zhì)泥巖、頁巖軟地層時(shí)，滑坡又具備了崩塌條件，在重力作用下，三疊系大冶組灰?guī)r沿大隆組軟弱層與節(jié)理裂隙面再次產(chǎn)生崩塌事件，崩塌堆積體物質(zhì)為三疊系下統(tǒng)大冶組灰?guī)r碎塊石、似基巖狀塊體，崩塌堆積給第一階段的滑坡堆積體加載，在河流的切割下再次產(chǎn)生滑坡，滑體進(jìn)入清江部分被河流帶走，殘留在斜坡上的部分成為現(xiàn)在的潛在滑坡堆積體。

綜上所述，滑坡形成過程分為兩個(gè)階段演進(jìn)，第一階段，在河流的切割下，三疊系大冶組灰?guī)r沿軟弱夾層滑動(dòng)，形成大規(guī)模的崩塌事件；第二階段為崩塌堆積體或三疊系灰?guī)r沿斜坡面繼續(xù)釋放能量，形成的滑坡事件，部分滑坡體入江后被河流沖刷帶走，大部分留下堆積在清江兩岸堆積形成現(xiàn)今的滑坡群地貌。

5 滑坡群穩(wěn)定性現(xiàn)狀及趨勢(shì)分析

5.1 滑坡現(xiàn)狀變形機(jī)制分析

水布埡庫區(qū)于2007年蓄水以來，清江兩岸涉水滑坡存在不同程度的變形，主要表現(xiàn)形式以房屋墻體及地面開裂，裂縫走向具有定向性，通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)，裂縫方向與清江河流方向基本一致，與主滑方向垂直。2009年4月二期蓄水以來，變形有加劇趨勢(shì)，部分裂縫寬度增加，出現(xiàn)下錯(cuò)現(xiàn)象，且在庫水位變化時(shí)產(chǎn)生轟隆隆的響聲［9－10]，個(gè)別滑坡甚至產(chǎn)生地面塌陷，出現(xiàn)圓形塌陷坑。這些變形主要與水庫水位升降有關(guān)，由于滑坡體多為碎塊石組成，具有架空結(jié)構(gòu)，水位變化時(shí)產(chǎn)生響聲，部分土體被掏空而出現(xiàn)地面塌陷。

5.2 滑坡穩(wěn)定性趨勢(shì)分析

根據(jù)研究區(qū)典型滑坡的計(jì)算結(jié)果看［11－12]，滑坡在自重＋靜水壓力、自重＋靜水位＋降雨、自重＋庫水水位升降、自重＋庫水位升降＋降雨等工況條件下穩(wěn)定系數(shù)為1.084～1.066之間，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但從滑坡現(xiàn)狀變形機(jī)制分析，滑坡在降雨及水庫蓄水條件下，產(chǎn)生裂縫及地面塌陷，可能產(chǎn)生次一級(jí)及局部失穩(wěn)的可能，穩(wěn)定性相對(duì)較差。綜合分析，滑坡群整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨及庫區(qū)水位驟降或驟漲的條件下穩(wěn)定性變差，有局部或次一級(jí)滑坡的可能。

圖2 景陽滑坡群形成過程圖

6 討論與結(jié)論

通過對(duì)景陽段滑坡群1∶1萬工程地質(zhì)測繪及典型滑坡勘察，在結(jié)合清江河谷地貌演化，探討了景陽滑坡群形成的影響因素及形成過程，認(rèn)為滑坡群形成的影響因素主要為地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、降雨、水庫蓄水等五大因素控制。其形成過程分為二個(gè)階段，第一階段為河流斜切，沿著三疊系軟弱夾層形成一級(jí)平臺(tái)，上部堅(jiān)硬巖體崩塌堆積；第二階段河流再次下切，沿著二疊系軟弱巖層形成二級(jí)平臺(tái)，一級(jí)平臺(tái)上堆積物及堅(jiān)硬巖體崩滑堆積形成現(xiàn)今的滑坡群。分析了滑坡群的穩(wěn)定性，認(rèn)為滑坡群整體處于基本穩(wěn)定，但在暴雨及庫區(qū)水位驟降或驟漲的條件下穩(wěn)定性變差，有局部或次一級(jí)滑坡的可能。

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